题目

阅读短文，回答问题。冬奥会上的“中国智慧”2022年2月4日至20日第24届冬奥会在中国北京成功举办，本届冬奥会以绿色、科技、自主、创新等特色凸显了“中国智慧”。在新能源材料方面，我国自主开发出的硫化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层硫化镉，具有了光电转化的功能。在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航。其中，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统，观众可自主导航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。如图甲是北京2022年冬奥会的吉祥物和火炬，火炬的名称叫做“飞扬”。该火炬外壳由碳纤维复合材料制造而成，不仅具有“轻、固、美”的特点，而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英（如图乙）。I-|||-图甲 图乙（1）硫化镉发电玻璃实现了 ___________ 能向 ___________ 能的转换；（2）地磁导航 ___________（需要/不需要）依赖外界设备传输信号；（3）以下特性与北京冬奥会火炬所用材料无关的是( )；A.密度小 B.硬度大 C.耐高温 D.导电性好（4）据悉，冬奥会开幕式上演员挥动的发光杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面哪个电路设计最能实现这一效果( )；A.I-|||-图甲 图乙 B.I-|||-图甲 图乙 C.I-|||-图甲 图乙 D. I-|||-图甲 图乙（5）冰壶比赛是在水平冰面进行的冬奥会比赛项目，它体现了冰上运动的动静之美，受人关注，如下图所示，质量为20kg，静止在出发点A的冰壶被运动员用水平向前的推力推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。若运动员对冰壶的推力是12N，从A点到O点运动过程中，冰壶受到冰面的摩擦力为 ___________ N（不计空气阻力，g=10N/kg）。I-|||-图甲 图乙

阅读短文，回答问题。

冬奥会上的“中国智慧”


2022年2月4日至20日第24届冬奥会在中国北京成功举办，本届冬奥会以绿色、科技、自主、创新等特色凸显了“中国智慧”。在新能源材料方面，我国自主开发出的硫化镉发电玻璃，不仅具有建筑材料的特性，而且能够发电，有弱光性能好、抗衰减等特点，是适用于光伏建筑一体化的新型绿色环保建筑材料。“发电玻璃”之所以能发电是因为在玻璃表面，涂抹了一层硫化镉，具有了光电转化的功能。在智慧场馆方面，国家体育馆启用了地磁导航、电子围栏，实现场馆室内高精度导航。其中，地磁导航是一种无源自主导航技术，由于地球上任意一点，都有唯一的磁场大小和方向与之对应，并且与该点的三维地理坐标相匹配，通过不同地域的地球磁场数据确定位置，使它具有“向导”功能。地磁导航不像卫星导航那样需要依赖外界设备传输电磁信号，具有较强的抗干扰和生存能力。借助这一服务系统，观众可自主导航找到座位；而管理人员也可实时获取场馆内人员位置信息。
如图甲是北京2022年冬奥会的吉祥物和火炬，火炬的名称叫做“飞扬”。该火炬外壳由碳纤维复合材料制造而成，不仅具有“轻、固、美”的特点，而且在1000℃的温度下不会起泡、开裂。在2022北京冬奥会开幕式上，400名演员挥动发光杆，发光杆一会发出绿光代表绿草，随后又发出白光组成蒲公英（如图乙）。

（1）硫化镉发电玻璃实现了 ___________ 能向 ___________ 能的转换；
（2）地磁导航 ___________（需要/不需要）依赖外界设备传输信号；
（3）以下特性与北京冬奥会火炬所用材料无关的是( )；
A.密度小        B.硬度大          C.耐高温          D.导电性好
（4）据悉，冬奥会开幕式上演员挥动的发光杆上有两个开关：一个是总开关，另一个用来控制发出白光和绿光。下面哪个电路设计最能实现这一效果( )；
A.                                     B.                                 
C.                              D.
（5）冰壶比赛是在水平冰面进行的冬奥会比赛项目，它体现了冰上运动的动静之美，受人关注，如下图所示，质量为20kg，静止在出发点A的冰壶被运动员用水平向前的推力推着运动6m后，在B点被推出，沿冰道运动30m到O点停下来。若运动员对冰壶的推力是12N，从A点到O点运动过程中，冰壶受到冰面的摩擦力为 ___________ N（不计空气阻力，g=10N/kg）。

题目解答

答案

解析

  1. 能量转换：硫化镉发电玻璃的核心功能是将光能转化为电能，需明确两种能量形式的转换方向。
  2. 导航技术特点：地磁导航属于无源自主技术，依赖地球磁场数据，无需外界信号支持。
  3. 材料特性判断：火炬材料需具备轻（密度小）、固（硬度大）、耐高温特性，与导电性无关。
  4. 电路控制逻辑：总开关控制整个电路，另一个开关需单独控制某一支路，需分析各选项电路图的逻辑关系。
  5. 功与摩擦力计算：推力做的功等于克服摩擦力在总路程上做的功，需结合路程总和计算摩擦力。

第（1）题

硫化镉发电玻璃通过光电转化功能发电，光能转化为电能。关键点在于理解材料的功能描述。

第（2）题

地磁导航利用地球磁场数据确定位置，不需要依赖外界设备传输信号，属于无源自主技术。

第（3）题

火炬材料特性包括密度小（轻）、硬度大（固）、耐高温，而导电性与题目无关，故选D。

第（4）题

总开关控制整个电路，另一个开关需单独控制绿灯或白灯：

  • 选项D中，S₁为总开关，S₂通过改变连接点控制白灯或绿灯，符合题意。

第（5）题

推力做功计算

推力做功：
$W_{\text{推}} = F \cdot s_{\text{AB}} = 12 \, \text{N} \times 6 \, \text{m} = 72 \, \text{J}$

摩擦力做功等式

总路程摩擦力做功等于推力做功：
$W_{\text{摩擦}} = f \cdot (s_{\text{AB}} + s_{\text{BC}}) = f \cdot (6 \, \text{m} + 30 \, \text{m}) = 72 \, \text{J}$

求摩擦力

$f = \frac{72 \, \text{J}}{36 \, \text{m}} = 2 \, \text{N}$